【2019-14期】This Week in Extracellular Vesicles
本周hzangs在最新文献中选取了12篇分享给大家，其中9篇提供中文摘要。第1篇文章是刚刚发表于CELL的文章，题目只有4个词，字越少事越大，话不多说，请大家好好阅读原文；第2篇文章与外泌体没有什么关系，但是确实一个很好的负面证明，与第一篇有异曲同工之妙，文章证明WNT5A存在于脂蛋白颗粒而不存在于外泌体，这说明过去的一些外泌体携带WNT分子发挥功能的报道可能需要进一步商榷；第5篇文章综述了目前细胞外囊泡中环状RNA的研究进展；第6篇文章是一个新的外泌体检验方法报道。相关文章的原文在周一前会发布到论坛同名贴下，需要的可以到论坛下载
1. Reassessment of Exosome Composition.
重新评估外泌体组成。
[Cell] IF=31.398 PMID：30951670
摘要：小细胞外囊泡的异质性和非囊泡细胞外物质的存在引发了关于外泌体的内容物和功能特性的争论。在这里，我们采用高分辨率密度梯度离心分级和直接免疫亲和捕获精确表征外泌体和其他非囊泡材料的RNA，DNA和蛋白质成分。细胞外RNA，RNA结合蛋白和其他细胞蛋白在外泌体和非囊泡成分中的差异表达。在外泌体中未检测到Argonaute1-4，糖酵解酶和细胞骨架蛋白。我们将膜联蛋白A1鉴定为直接从质膜脱落的微囊泡的特异性标记物。我们的研究进一步表明，小的细胞外囊泡不是活性DNA释放的载体。相反，我们提出了一个通过自噬和多泡 - 内体依赖但外泌体非依赖性机制的新模型来解释细胞中DNA释放到胞外。该研究表明需要重新评估外泌体组成，并为更清楚地了解细胞外囊泡异质性提供框架。
PS：字数越少，事越大！这个定律在各行各业各种情况基本都是用。自然，外泌体领域也不例外。这篇文章通过严格的技术手段对“sEV样品”“外泌体样品”进行了进一步细分，（这里有一个作者定义的概念，经典外泌体指那些通过CD63\CD81\CD9进行免疫捕获可以获得的内体来源的囊泡）对经典的CD63\CD81\CD9阳性的外泌体进行更为精细的操作。最终结论否定了过去诸多重量级文章，例如该文章证明目前常见的多种所谓“sEV中的miRNA”通常不存在于sEV而是存在于“与sEV共分离的非囊泡组分中”。这一文章的出现很可能标志着外泌体领域粗犷的发展方式即将步入尾声，未来外泌体研究可能将逐渐朝向更为精细化的方向发展。另外，文章也存在一些有待探讨的地方，例如对sEV和经典外泌体的区别没有进行阐述，没有对经典外泌体中miRNA和sEV中miRNA的异同进行分析。当然，这与作者所关注的方向有一定的关系，文章着重分析了经典外泌体的组成，证明了很多过去报道存在于经典外泌体中的成分实际上不存在于外泌体中。推荐大家仔细阅读该文章。
2. WNT5A is transported via lipoprotein particles in the cerebrospinal fluid to regulate hind brain morphogenesis.
WNT5A通过脑脊液中的脂蛋白颗粒转运以调节后脑形态发生。
[Nat Commun] IF=12.353 PMID：30940800
摘要：WNT是脂质修饰的蛋白质，通过短程和长程信号传导控制发育和疾病中的多种功能。然而，尚不清楚这些疏水性分子如何在哺乳动物大脑中长距离传播。在这里，我们发现在小鼠和人类中，WNT5A是由发育中的后脑的脉络丛（ChP）产生的，但端脑中不产生。由于ChP产生并分泌脑脊液（CSF），我们检测并验证了CSF中WNT5A的存在，发现它与脂蛋白颗粒有关，而不与外泌体相关。此外，由于脑脊液沿着不表达Wnt5a的后脑祖细胞的顶端表面流动，我们验证了ChP中Wnt5a的缺失是否控制了它们的功能并发现小脑形态发生受损。因此，我们的研究将CSF和脂蛋白颗粒鉴定为WNT5A的运输途径，他们是中枢神经系统中远程转运生物活性WNT的载体。
PS：这篇文章研究WNT5A在细胞外的运输过程。其实文章结论与外泌体无关。但是hzangs依旧将它放在了本周的推送中。主要是因为在过去已经有多篇文章报道说WNT分子可以通过外泌体运输。鉴于很多朋友应该多多少少都见过类似的报道，这里推荐一篇文章来让大家知道目前存在的争议。这篇文章发现WNT5A在细胞外的运输并不依赖于外泌体，而更多是依赖于脂蛋白颗粒。相信很多做细胞外囊泡研究的朋友都知道，脂蛋白颗粒很多时候都是和细胞外囊泡共分离的一类颗粒，很容易影响我们对所研究分子具体定位的判断。建议大家了解一下这篇文章。
3. Extracellular vesicle-packaged HIF-1α-stabilizing lncRNA from tumour-associated macrophages regulates aerobic glycolysis of breast cancer cells.
肿瘤相关巨噬细胞来源的细胞外囊泡含有HIF-1α稳定性lncRNA，可以调控乳腺癌的有氧糖酵解。
[Nat Cell Biol] IF=19.064 PMID：30936474
PS：文章研究并发现肿瘤相关巨噬细胞通过细胞外囊泡调控乳腺癌有氧糖酵解的过程。更多内容请关注往期推文：【NCB】中山大学宋尔卫/苏士成组：巨噬细胞外泌体lncRNA调控肿瘤代谢
4. Neuroimmune Crosstalk through Extracellular Vesicles in Health and Disease.
在健康和疾病中细胞外囊泡介导的神经免疫相互作用。
[Trends Neurosci] IF=11.439 PMID：30926143
摘要：CNS（中枢神经）功能的动态依赖于CNS细胞类型之间的全向通信。 细胞外囊泡（EV）已经成为这种交流的关键介质，并且积极参与对CNS损伤的反应，介导炎症反应和炎症相关的神经保护，它们显示出有益和有害的双重作用。 神经免疫相互作用包括神经元和小胶质细胞之间的通讯，CNS内的常驻巨噬细胞，这些相互作用是健康大脑功能，炎症反应和疾病发病机制的关键。 本综述旨在组织最近的研究，强调细胞外囊泡在健康和神经退行性疾病中的作用，我们特别关注了阿尔茨海默病中神经元和神经胶质之间的神经免疫相互作用。
PS：近年来关于细胞外囊泡在中枢神经系统中的作用研究报道还是比较常见的。这篇综述文章总结了近年来细胞外囊泡在中枢神经系统中神经细胞和免疫细胞相互作用中的功能。
5. Exo-circRNAs: a new paradigm for anticancer therapy.
Exo-circRNAs：一种新的抗癌治疗靶标。
[Mol Cancer] IF=7.776 PMID：30925885
摘要：CircRNAs作为长非编码RNA的新成员，一直是近期研究的焦点。 CircRNA具有闭合的连续环结构，没有5'-3'极性或poly A尾。 许多研究报道了circRNA在临床中作为新的生物标志物和治疗靶标在不同疾病中的潜在应用，特别是对于癌症。 另外，外泌体是细胞间通讯的重要载体。 exo-circRNAs是外泌体中的circRNA，可为常规诊断方法提供额外的证据，可用于抑制癌症的恶性进展。在这篇综述中，我们描述了circRNA和外泌体的生物发生，特征和功能。 具体而言，我们全面介绍了exo-circRNAs在抗癌治疗中的重要作用。
PS：细胞外囊泡中存在circRNA，相关研究偶有报道。这篇综述文章对目前细胞外囊泡circRNA研究进行了汇总。
6. Ultrasensitive detection of circulating exosomes with a 3D-nanopatterned microfluidic chip.
使用3D纳米图形的微流控芯片对循环外泌体进行超灵敏检测。
[Nature Biomedical Engineering]
PS：NBE是nature旗下的新刊物，刊发了一篇细胞外囊泡检测方法的文章。NatureMethods发文进行了评述（PMID：30923391）。
7. Methods for Systematic Identification of Membrane Proteins for Specific Capture of Cancer-Derived Extracellular Vesicles.
系统鉴定用于特异性捕获癌症衍生的细胞外囊泡的膜蛋白的方法。
[Cell Rep] IF=8.032 PMID：30943406
摘要：生物体液中癌症衍生的细胞外囊泡（EV）的分析可能提供疾病生物标志物的来源。目前，没有系统地方法来鉴定和区分癌组织来源细胞外囊泡和其他组织来源细胞外囊泡。在这里，我们提出了一个计算框架，集成了来自数据库的肿瘤和正常组织中膜蛋白的信息：UniProt，癌症基因组图谱，基因型组织表达项目和人类蛋白质图谱。我们开发了两种方法来评估特定细胞类型的EV捕获。 （1）我们使用棕榈酰化荧光蛋白（palmtdTomato）来标记肿瘤来源的EV。将展示目的抗体的珠子与来自palmtdTomato表达细胞的条件培养基一起温育。使用流式细胞术定量结合的EV。（2）我们还发现膜结合的Gaussia荧光素酶允许检测携带肿瘤的动物的血液中的癌症来源的EV。我们的分析和验证平台应适用于识别任何肿瘤类型的EV上的抗原。
PS：目前我们捕获特定细胞来源细胞外囊泡时还缺乏特异性的表面标记。很多时候当我们需要从生物体液中分离特定组分的细胞外囊泡时通常使用假设推定的标记物，通常是根据特定细胞的表面标记物来进行该细胞来源的囊泡的捕获。这一方法存在一定的缺陷，但是目前有没有更完善的方法。这篇文章提出了一种潜在的解决方案。文中提供了一种系统性寻找特定癌组织来源细胞外囊泡表面标记蛋白的方法，并且进行了一定的验证。感兴趣的可以读一读。
8. Curcumin-primed exosomes potently ameliorate cognitive function in AD mice by inhibiting hyper phosphorylation of the Tau protein through the AKT/GSK-3β pathway.
姜黄素引发的外泌体通过抑制通过AKT /GSK-3β途径的Tau蛋白的过度磷酸化，有效改善AD小鼠的认知功能。
[Nanoscale] IF=7.233 PMID：30942233
摘要：阿尔茨海默病（AD）是致命性的神经退行性疾病。由于AD的发病机制不清楚以及药物不能通过血脑屏障（BBB），目前在AD的治疗中缺乏有效的诊断和治疗方法。这项研究的目的是设计外泌体（Exo）作为一种特殊的载体，能够携带姜黄素（cur），以防止体外和体内神经元死亡，缓解AD症状。我们的研究结果表明Exo通过Exo之间的特异性活性靶向改善了溶解度和生物利用度，提高了药物穿透BBB 。源自姜黄素处理的（致敏的）细胞（Exo-cur）的外泌体可以通过激活AKT / GSK-3β途径抑制Tau蛋白的磷酸化，从而更好地防止体外和体内神经元的死亡以减轻AD的症状。我们的研究结果表明，Exo-cur通过受体介导的转胞吞作用获得高效的BBB穿越以进入脑组织并抑制Tau磷酸化，在AD治疗中具有改善靶向药物递送和神经元功能恢复的巨大潜力。
PS：锦州医学院的老师们发表的最新文章。文章尝试利用外泌体携带姜黄素用于AD疾病的缓解。这一尝试取得了一定的成功。
9. Long non-coding RNA HOTAIR promotes exosome secretion by regulating RAB35 and SNAP23 in hepatocellular carcinoma.
长的非编码RNA HOTAIR通过调节肝细胞癌中的RAB35和SNAP23来促进外泌体分泌。
[Mol Cancer] IF=7.776 PMID：30943982
摘要：新出现的证据表明肿瘤细胞在肿瘤发生过程中释放大量载有货物的外泌体。外泌体分泌是由某些相关分子调节的多步骤过程。长的非编码RNA（lncRNA）在肝细胞癌（HCC）进展中起重要作用。然而，lncRNA HOTAIR在调节HCC细胞中外泌体分泌中的作用仍不清楚。我们使用基因集富集分析（GSEA）分析了HOTAIR表达与外泌体分泌相关基因之间的关系。进行纳米颗粒跟踪分析以验证HOTAIR对外泌体分泌的影响。通过透射电子显微镜和具有SNAP23、CD63的共聚焦显微镜分析检测HOTAIR过表达后多泡体（MVB）的转运。使用共聚焦共定位分析，磷酸化测定和回复实验评估了HOTAIR调节Ras相关蛋白Rab-35（RAB35），囊泡相关膜蛋白3（VAMP3）和SNAP23的机制。我们在HOTAIR高表达组中发现了外泌体分泌相关基因的富集。 HOTAIR通过诱导MVB转运至质膜促进外泌体的释放。 HOTAIR调节RAB35表达和定位，控制对接过程。此外，HOTAIR通过影响VAMP3和SNAP23共定位促进了融合的最后步骤。此外，我们验证了HOTAIR通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号传导诱导SNAP23的磷酸化。我们的研究证明了lncRNA HOTAIR在促进HCC细胞外泌体分泌方面的新功能，并为肿瘤细胞生物学中的lncRNAs提供了新的认识。
PS:长链非编码RNA在肿瘤的发生发展过程中发挥着重要的作用。但是目前并没有太多证据表明长链非编码RNA参与外泌体等囊泡的释放。这篇文章提出HOTAIR能够通过介导外泌体形成相关蛋白的相互作用促进外泌体的释放。这一发现一定程度上丰富了我们目前对长链非编码RNA对外泌体释放调节的认识。
10. Exosomal tRNA-derived small RNA as a promising biomarker for cancer diagnosis.
外泌体中tRNA衍生的小RNA作为癌症诊断的生物标志物。
[Mol Cancer] IF=7.776 PMID：30940133
摘要：tRNA衍生的小RNA（tsRNA）是一种新型调节性小非编码RNA，参与多种生理和病理过程。然而，外泌体中tsRNA的存在及其诊断潜力仍不清楚。在这项研究中，我们利用小RNA-seq技术来分析来自细胞培养基和血浆的外泌体tsRNA，并发现外泌体中tsRNA的存在。为了探索tsRNA在癌症诊断中的潜在价值，我们比较了肝癌患者和健康供体之间的外泌体tsRNA水平，揭示了肝癌患者血浆外泌体中tsRNA显着增加。重要的是，患有肝癌的患者在血浆外泌体中显示出显着更高水平的四种tsRNA（tRNA-ValTAC-3，tRNA-GlyTCC-5，tRNA-ValAAC-5和tRNA-GluCTC-5），证明血浆外来体tsRNA可以作为一种新型诊断生物标志物。总之，我们的结果不仅扩展了外泌体中的非编码RNA种类，而且突出了tsRNA作为癌症诊断的有希望的生物标志物的潜力。
PS：外泌体目前被认为是液体活检领域三大材料之一。也是液体活检领域最新的研究方向。文章介绍了作者从外泌体中鉴定到了tsRNA.并且发现这些小RNA可能是潜在的肿瘤诊断标志物。
11. Embryonic Stem Cells-Derived Exosomes Endowed with Targeting Properties as Chemotherapeutics Delivery Vehicles for Glioblastoma Therapy.
胚胎干细胞衍生的外泌体具有作为胶质母细胞瘤化学治疗递送载体的靶向特性。 [Adv Sci (Weinh)] IF=12.441 PMID：30937268
摘要：外泌体是纳米级膜囊泡（30-100nm），可以很容易地穿透血脑屏障，安全地输送治疗药物，并用靶配体进行修饰。胚胎干细胞（胚胎干细胞）由于几乎无限制的自我更新，为临床应用提供了丰富的外泌体来源。以前的研究表明，ESC（ESC-exos）分泌的外泌体具有抗肿瘤特性。然而，尚不清楚ESC-exos是否抑制胶质母细胞瘤（GBM）的生长。在该研究中，证实了ESC-exos的抗GBM作用，然后制备了c（RGDyK）修饰的和装载紫杉醇（PTX）的ESC-exos，命名为cRGD-Exo-PTX。然后使用体外GBM模型和体内皮下和原位异种移植物模型研究工程化外泌体是否更有效地递送至GBM细胞。结果表明，cRGD-Exo-PTX通过增强靶向显着提高了PTX在GBM中的疗效。这些数据表明，ESC-exos可能是GBM的强大治疗载体，可用于许多其他疾病。
PS：利用细胞外囊泡作为药物递送载体用于肿瘤治疗是目前比较常见的研究报道。这篇文章尝试了使用胚胎干细胞来源的细胞外囊泡加载紫杉醇并人工赋予一定的靶向性用于脑胶质瘤的治疗并取得了成功。
12. miR-100-5p-abundant exosomes derived from infrapatellar fat pad MSCs protect articular cartilage and ameliorate gait abnormalities via inhibition of mTOR in osteoarthritis.
髌下脂肪垫来源的MSCs释放富含miR-100-5p的外泌体通过抑制mTOR通路降低骨关节炎并改善步态异常。
[Biomaterials] IF=8.806 PMID：30927715